감속기 기어 박스 란 무엇입니까?

감속기의 선택 및 통합에는 단순히 카탈로그에서 하나를 선택하는 것 이상의 의미가 있습니다. 대부분의 경우 게시된 최대 토크, 속도 및 레이디얼 하중은 동시에 사용할 수 없습니다. 다양한 동적 응용 프로그램을 수용하려면 적절한 서비스 요소를 적용해야 합니다. 그리고 적절한 감속기가 선택되면 적절한 설치와 유지 보수가 수명을 극대화하는 열쇠입니다.

감속기 카테고리

광범위한 기계적 속도 감소 장치에는 풀리, 기어, 피니언 및 마찰 드라이브가 포함됩니다. 엔진의 속도를 변경할 수 있는 전기 제품도 있습니다. 이 논의는 인라인 및 수직의 두 가지 주요 구성이 있는 스퍼 드라이브 및 기어박스라고도 하는 폐쇄형 드라이브 감속기에 초점을 맞출 것입니다. 각각은 다른 유형의 기어로 달성할 수 있습니다. 선형 모델은 일반적으로 헬리컬 또는 스퍼 기어, 유성 기어, 사이클로이드 메커니즘 또는 고조파 발생기로 구성됩니다. 유성 설계는 일반적으로 가장 작은 패키지에서 가장 높은 토크를 제공합니다. 사이클로이드 및 하모닉 드라이브는 더 높은 비율로 컴팩트한 디자인을 제공하는 반면 헬리컬 및 헬리컬 감속기는 일반적으로 가장 경제적입니다. 모두 매우 효율적입니다.

웜 기어는 아마도 가장 비용 효율적인 감속 솔루션일 수 있지만 일반적으로 최소 5:1을 가지며 기어비가 증가함에 따라 상당한 효율성을 잃습니다. 베벨 기어 감속기는 매우 효율적이지만 효과적인 감속 상한은 6:1입니다. 적용 유형에 따라 요구 사항을 가장 잘 충족하는 감속기 설계가 결정됩니다.

감속기를 선택하기 전에 장치를 적절하게 선택하고 설치하기 위해 토크, 속도, 출력, 감속기의 효율성, 서비스 요소, 장착 위치, 연결 변수 및 필요한 서비스 수명과 같은 기술 데이터를 수집해야 합니다. 일부 응용 분야에서는 유격, 전송 오류, 비틀림 강성 및 관성 모멘트도 중요합니다.

토크, 속도 및 출력의 관계

필요한 토크는 감속기가 수행해야 하는 작업량으로 변환되기 때문에 아마도 가장 중요한 기준일 것입니다. 간단한 애플리케이션에서는 토크를 결정하는 것이 비교적 간단할 수 있지만 복잡한 기계에서는 어려울 수 있습니다. 운동에 저항하는 경향이 있는 물리적 현상인 관성, 마찰 및 중력은 이를 극복하기에 충분한 토크가 생성될 수 있도록 식별되어야 합니다. 복잡한 기계에서는 어려울 수 있습니다. 관성, 마찰 및 중력(일반적으로 움직임에 저항하는 물리적 현상)은 이를 극복하기에 충분한 토크를 생성하기 위해 식별되어야 합니다. 마찰 계수와 관성 질량의 가속 및 제동을 고려하는 것은 필요한 토크를 계산하는 데 중요합니다. 기존 기계에 필요한 토크를 찾는 지름길은 전류 소모를 결정하여 모터 전류를 읽는 것입니다. 그런 다음 필요한 전력을 찾기 위해 계산을 수행할 수 있습니다. 마지막으로 표준 토크 공식을 사용하고 다른 비율을 고려하여 최종 토크 값을 얻을 수 있습니다.

필요한 전력을 결정한 후에는 장치의 크기를 적절하게 조정하기 위해 서비스 요소를 고려해야 합니다. 서비스 요소는 근무일의 길이, 시작 및 중지 횟수, 부하 특성 및 전원을 비롯한 기타 작동 매개변수를 고려합니다. 대부분의 감속기는 주어진 수명 시간에서 최대 토크로 평가됩니다. 이러한 등급의 제한 요소는 기어 또는 샤프트 강도가 아니라 베어링 수명입니다. 베어링은 하중을 받는 기어의 분리력을 지원해야 하므로 최대 정격보다 적은 하중은 기어박스 수명을 증가시킵니다. 반대로 위에서 강조한 것처럼 부하 변수를 증가시키면 기어박스 수명이 감소합니다. 따라서 유효 토크 요구 사항에 도달하려면 적절한 서비스 계수를 적용해야 합니다.

이 단계에서 감속기와 모터를 선택할 수 있습니다. 일반적으로 특정 속도로 작동하는 엔진이나 모터와 같은 1차 전원이 선택됩니다. 감속기의 정확한 기어비와 토크의 곱셈을 얻는 것은 모터 속도를 피구동 요소의 속도로 나누는 문제일 뿐입니다. 그런 다음 표준 모터 동력 공식에 다양한 요인과 값을 추가하여 올바른 모터 크기를 찾을 수 있습니다.

선택이 끝나면 다음 질문은 기어박스를 기계에 통합하는 방법입니다. 주요 관심사는 기어박스를 장착하는 방법과 컨트롤러 및 구동 부하에 연결하는 방법입니다.

샤프트 방향은 첫 번째 고려 사항 중 하나입니다. 많은 응용 분야에서 입력 또는 출력 샤프트를 수직으로 배치하는 것이 바람직합니다. 이 경우 적절한 윤활을 보장하기 위해 세심한 주의를 기울여야 합니다. 기어박스 오일 또는 그리스는 기어 마모를 방지할 뿐만 아니라 베어링 마모도 줄여줍니다. 따라서 샤프트 중 하나를 수직으로 장착하면 최상단 지지 베어링이 필요한 윤활을 얻지 못할 수 있습니다. 일부 기어 설계에서는 오일 저장소에서 회전하는 기어에서 튀거나 김서림이 있으면 적절한 윤활을 보장하기에 충분하지만 저속 유형의 경우 사전 윤활 처리된 밀봉 베어링을 장착해야 합니다. 또 다른 고속 응용 분야에서는 윤활유를 원하는 위치로 전달하기 위해 내부 또는 외부 펌프를 사용해야 할 수도 있습니다. 샤프트를 수직으로 장착해야 할 때마다 다른 윤활 방법이 필요한지 결정하는 것이 중요합니다.

다음 문제는 감속기를 전원 및 구동 부하에 연결하는 방법입니다. 옵션에는 풀리, 랙 또는 피니언을 사용한 구동, 클러치, 라인 샤프트 또는 유니버셜 조인트에 연결, 구동 샤프트에 직접 샤프트 장착이 포함됩니다.

풀리, 스프로킷 또는 기어에 연결할 때 주요 문제는 일반적으로 오버행 하중으로 알려진 레이디얼 하중입니다. 샤프트 베어링은 기어를 분리하는 힘을 지원할 뿐만 아니라 특정 레이디얼 및 스러스트 하중을 샤프트 자체에 전달하도록 설계되었습니다. 풀리와 기어로 운전할 때 벨트나 체인이 샤프트를 돌리려고 할 때 반경 방향의 힘이 있습니다. 이 힘의 크기는 전달된 토크를 풀리 또는 스프로킷의 반경으로 나누어 계산할 수 있습니다. 그러나 일반적으로 이것이 가해지는 유일한 측면 힘은 아닙니다. 도르래나 체인이 드라이브 쪽에서는 팽팽하지만 뒤쪽에서는 유격이 있습니다. 장력 조절 장치는 일반적으로 소음을 줄이고 벨트가 미끄러지거나 이빨이 빠지는 것을 방지하기 위해 설치됩니다. 벨트나 체인이 조이면 추가적인 레이디얼 하중이 발생합니다. 기어 드라이브를 선택할 때 토크와 장력으로 인한 레이디얼 하중의 조합을 고려해야 합니다.

감속기를 클러치에 연결하고 라인 샤프트와 U 조인트에 더 적은 정도로 연결할 때 정렬이 주요 문제입니다. 기어박스 하우징과 마운팅 플레이트의 가공 공차로 인해 플렉시블 커플링을 권장합니다. 정확한 정렬이 없으면 견고한 커플링을 사용하면 샤프트 베어링에 과도한 측면 하중이 가해질 수 있습니다. 유연한 커플링을 사용하더라도 대부분의 커플링은 0.005~0.010인치의 평행 오정렬과 1~3° 각도 오정렬만 허용하므로 적절한 정렬이 필요합니다. 많은 클러치 디자인이 다양한 응용 분야에 적합하지만 최대 감속기 수명을 위해서는 클러치가 작업에 적합해야 합니다.

기어박스를 연결하는 세 번째 옵션은 중공 내경 출력 샤프트가 있는 종동 샤프트에 직접 장착하는 것입니다. 이는 정렬 및 반경 방향 하중에 대한 우려를 줄이고 공간을 절약합니다. 기어박스에서 기계 프레임까지의 지지 암은 기어박스가 샤프트를 중심으로 회전하는 것을 방지합니다.

다중 기어 설계를 통해 모터를 기어 유닛에 직접 장착할 수 있습니다. 이러한 설계에는 모터를 감속기 또는 통합 커플링이 있는 기타 어댑터에 직접 연결할 수 있는 매우 정밀한 플랜지가 포함되어 있습니다. 이렇게 하면 모터를 별도로 장착할 필요가 없지만 일반적으로 더 작은 모터에서만 실용적입니다.